Способ осаждения полисахаридов крахмала из водного раствора

Союз Советских Социалистических РеспубликЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ С ЕЛЬ СТВ Зависимое от авт, свидегельстваЗаявлено 26.11.1968 (Л". 1221664/23-4).ЧПК С ио итет Комитет по делам обретений н открытнОпубликовано ОЗ,Л.970. Бюллетень19 7.458.61542.6588.8) при Совете Министров СССРа опублико пця описаия 2.1 Х,970 Авторизобретен В. И. Деулин Всесоюзный научно-исследовательский институт крахмал продуктоваявител ПОСОБ О КРАХМАЛА ЖДЕНИЯ ПОЛИСАХАРИ ИЗ ВОДНОГО РАСТВО Изв мельч О цлц раств верга разме лоцдн 5 лее д видно напри можн конце О и болВ различных процессах, в которых применяется крахмал в виде водных растворов (клейстеров), в частности в процессах фракционирования крахмала, иногда необходимо выделить полцсахариды крахмала (т, е, крахмала, амилозы или амцлопектцца) из разбавленных растворов. Использование для этой цели традиционных осадителей - низших спиртов, ацетона и других органических осадителей невыгодно из за большого расхода этих реагентов, кроме того, затруднена цх регенерация.Известен способ осаждения полисахарцдов крахмала из водных растворов в виде нерасттворимых комплексов с гидроокисью кальция, получаемой в растворе, цз которого производится осаждение, по реакции растворимой кальциевой соли с каустцкохп Осадок комплекса отделяют, например, центрифугировапием, обрабатывают кислотой, образующей нерастворимую соль с кальцием, например углекислотой, отделяют соль фильтрацией илн центрифугированцем, демцнерализуют сконцентрированный раствор углевода крахмала на ионитах и высушивают в распылительных сушилках. Способ осаждения полисахарцдов крахмала предусматривает использование двух реагентов для получения гидроокисц кальция, способной взаимодействовать с полцсахаридами крахмала, а также вытекающее из этого применение цонообменной очисткидля удаления избытка растворимых солейпрц получении раствора углевода крахмала,из которого последний может быть выделен5 в чистом виде.С целью упрощения процесса, предложенспособ осаждения полцсахарцдов крахмала ввиде нерастворимых комплексов с гидроокисью кальция, заключающийся в том, что10 водный раствор обрабатывают известью(СаО) с дальнейшим дцспергцрованцем ц отделением осадка комплекса и его обработкойизвестными методами, например центрифугированцем ц сушкой.15 Предлагаемьш способ может быть реализован следующими приемами,есть (СаО) в виде предварительно пзенной окиси цлц гцдроокцси кальция же известкового молока смешивают с ором углеводов крахмала ц смесь подот механическому дцспергированцю до ров частиц, близких к размерам колых. Смесь выдерживают 3 лшя цлц боля укрупнения образовавшегося хлопьего осадка ц отделяют его от раствора, мер, центрифугирс ваццем, Этот прием о использовать в широком диапазоне нтраций клейстера от менее 0,1 до 5% ее.Предварительно подвергнутое механическому диспергированию известковое молоко смешивают с раствором углеводов крахмала концентрацией менее 2/о (предпочтительно менее 1") без дополнительного механического диспергирования смеси.Суспензируют в растворе углеводов крахмала осадок высших крахмалатов кальция, например, предварительно полученного из части раствора углеводов крахмала, из которого производится осаждение, Этот прием дает особые преимущества при осаждении крахмала из раствора весьма низких концентраций - порядка десятых долей процента.Для увеличения степени осаждения при минимальном расходе извести, близком к теоретическому, осадок комплекса повторно суспензируют во всем обьеме жидкости и вновь отстаивают перед центрифугированием. Этот прием позволяет удалить следы углевода из надосадочной жидкости без дополнительного введения реагента, Суспензирование ведут обычным перемешиванием, что не исключает применения для этой цели механического диспергирования.Предлагаемый способ осаждения полисахаридов крахмала из разбавленных водных растворов непосредственным действием извести предполагает применение интенсивного механического воздействия, обеспечивающего гомогенизацию частиц извести и образовавшегося на поверхности этих частиц известкового комплекса до размеров, близких к коллоидным. Такое измельчение может быть осуществлено известными способами: обработкой смеси на коллоидной мельнице, пропусканием смеси под давлением через щель, перемешиванием быстроходными мешалками, обработкой на гидродинамическом УЗ-вибраторе и т. п. При этом протекают три основных процесса, способствующих полному взаимодействию введенной в реакцию извести с углеводами крахмала: измельчение частиц извести и увеличение таким образом их поверхности, способной взаимодействовать с углеводами крахмала; отрыв-пленки комплекса с поверхности частиц извести, т. е. освобождение поверхности, на которой протекает реакция; взаимодействие коллоидных частиц высших крахмалатов кальция с углеводами крахмала, приводящее к образованию низших крахмалатов, т. е, комплексов с меньшим соотношением известь - углевод.Анализ осажденных комплексов показывает, что при полном осаждении наиболее устойчивых в растворе молекул амилопектина минимальное содержание кальция в осадке комплекса соответствует полукрахмалату, т, е. приблизительно 1 моль окиси кальция на 2 моль глюкозных остатков. При меньшем содержании кальция в осадке происходит предпочтительное осаждение менее устойчивого компонента крахмального клейстера - амилозы, при большом избытке извести - образуются также не растворимые в воде выс 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 шие крахмалаты, содержащие 1 лсоль и более окиси кальция на 1 моль глюкозных остатков.Таким образом, для полного осаждения растворенных полисахаридов крахмала к раствору нужно добавить известь в количестве, достаточном, по крайней мере, для образования полукрахмалата кальция, т. е. примерно 18 СаО к углеводу крахмала, а также для насыщения известью всего объема воды в растворе, из которого производят осаждение, для чего требуется около 0,1% СаО к весу воды. Практически вводимое для полного осаждения углевода количество извести должно превышать указанную сумму на 10/о и более в зависимости от степени механического диспергирования.Предлагаемый способ может быть использован для получения крахмалатов кальция из растворов крахмала концентрацией практически до 20%, однако наиболее перспективно применение этого способа для осаждения крахмала из более разбавленных растворов - концентрацией менее 4/о, преимущественно менее 2%. С проблемой экономичного выделения углеводов крахмала из растворов низких концентраций связано промышленное использование способов фракционирования крахмала, основанных на предпочтительном осаждении амилозы из растворов алифатическими спиртами или на предпочтительном выщелачивании амилозы из крахмала горячей водой.Полученные по предлагаемому способу комплексы кальция с углеводами крахмала после высушивания могут быть использованы в технических целях, например в бумажном производстве, для синтезов производных углеводов крахмала и т. п., или же из них могут быть выделены углеводы крахмала в чистом виде.П р и м е р 1. К 600 лл приготовленного автоклавированием 2,50/о-ного клейстера кукурузного крахмала, охлажденного до 60 С, добавляют 4,5 г порошка СаО, после чего смесь обрабатывают 30 сек на гомогенизаторе (размельчитель тканей) при 5000 обмссн. Через 2 лсссн смесь подвергают центрифугированию при 1300 о. Надосадочная жидкость не окрашивается раствором йода после ее подкисления 1 н. НС 1 и не дает осадок при добавлении двух объемов этанола к одному объему нейтрализованной жидкости.П р и м е р 2. 800 лл клейстера, приготовленного как и в примере 1, делят на две примерно равные части. К одной из них добавляют 4,5 г порошка С.аО и после 30 сек гомогенизации обе части смешивают. Надосадочная жидкость дает слабую красно-фиолетовую окраску с йодом. После однократного суспензированпя хлопьевидного осадка следов крахмала в надосадочной жидкости не обнаружено,П р и м ер 3. К 2 л раствора, содержащего 2,2 г амилозы и 0,3 г амилопектина, добавляют гомогенизированную смесь 500 лсл аналогичного раствора и 2,8 г СаО при умеренном272908 Составитель С, Котова Редактор Л. К. Ушакова Корректор С. М. Сигал 3 аказ 2380/13. Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 Типогоафия, пр. Сапунова, 2 перемешивании, В фугате обнаружены следы амилозы, не поддающиеся количественному определению, т. е. менее 5 мгл.П р и м е р 4. К 575 мл раствора, содержащего 2,5 г амилозы и 0,5 г амилопектина, добавляют 0,8 г СаО и смесь гомогенизируют на размельчителе тканей в течение 30 "ек. В отфугованном осадке после нейтрализации извести соляной кислотой, осаждения углевода этанолом и высушивания получают 2,6 г углевода, содержащего 90% амилозы. Количество амилозы в фугате составляет около 1 мг/л,П р и м е р 5, К 400 мл автоклавированного раствора, содержащего 10 г абсолютно- сухого кукурузного крахмала, добавляют 100 мл известкового молока, приготовленного за 3 час до опыта смешением 100 мл воды и 2.5 г СаО, тт смесь гомогенизируют на измельчителе тка:тей в течение 30 сек. При добавлении раствора йода и после подкисления смеси фугат дает слабую красно-фиолетовую 5 окраску. Предмет изобретенияСпособ осаждения полисахаридов крахмалаиз водного раствора в виде нерастворимого 10 комплекса с гидратом окиси кальция путемобработки раствора соединениями кальция, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве соединения кальция используют окись кальция или гидрат окиси 15 кальция с последующим дисиергированием,отделением осадка и его обработкой известными методами, например цеитрифугироваиием и сушкой.